Wissenschaftliche Entdeckung

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Wissenschaftliche Entdeckung

Erstveröffentlichung Do 6. März 2014; inhaltliche Überarbeitung Di 5. Juni 2018

Wissenschaftliche Entdeckung ist der Prozess oder das Produkt einer erfolgreichen wissenschaftlichen Untersuchung. Entdeckungsobjekte können Dinge, Ereignisse, Prozesse, Ursachen und Eigenschaften sowie Theorien und Hypothesen und ihre Merkmale (z. B. ihre Erklärungskraft) sein. Die meisten philosophischen Diskussionen über wissenschaftliche Entdeckungen konzentrieren sich auf die Generierung neuer Hypothesen, die zu bestimmten Datensätzen passen oder diese erklären oder die Ableitung überprüfbarer Konsequenzen ermöglichen. Philosophische Diskussionen über wissenschaftliche Entdeckungen waren kompliziert und komplex, da der Begriff „Entdeckung“auf viele verschiedene Arten verwendet wurde, sowohl um sich auf das Ergebnis als auch auf das Untersuchungsverfahren zu beziehen. Im engsten Sinne bezieht sich der Begriff „Entdeckung“auf den angeblichen „Eureka-Moment“einer neuen Einsicht. Im weitesten Sinne ist „Entdeckung“ein Synonym für „erfolgreiches wissenschaftliches Bestreben“vor Gericht. Einige philosophische Auseinandersetzungen über die Natur der wissenschaftlichen Entdeckung spiegeln diese terminologischen Variationen wider.

Philosophische Fragen im Zusammenhang mit wissenschaftlichen Entdeckungen ergeben sich über die Natur der menschlichen Kreativität, insbesondere darüber, ob der „Eureka-Moment“analysiert werden kann und ob es Regeln (Algorithmen, Richtlinien oder Heuristiken) gibt, nach denen eine solche neuartige Einsicht herbeigeführt werden kann. Philosophische Fragen ergeben sich auch über rationale Heuristiken, über die Eigenschaften von Hypothesen, die es wert sind, artikuliert und geprüft zu werden, und auf der Metaebene über die Art und den Umfang der philosophischen Reflexion selbst. Dieser Aufsatz beschreibt die Entstehung und Entwicklung des philosophischen Problems der wissenschaftlichen Entdeckung, untersucht verschiedene philosophische Ansätze zum Verständnis der wissenschaftlichen Entdeckung und präsentiert die meta-philosophischen Probleme im Zusammenhang mit den Debatten.

• 1. Einleitung
• 2. Wissenschaftliche Untersuchung als Entdeckung
• 3. Elemente der Entdeckung
• 4. Entdeckungslogik
• 5. Die Unterscheidung zwischen dem Kontext der Entdeckung und dem Kontext der Rechtfertigung

• 6. Entdeckungslogik nach der Kontextunterscheidung

  • 6.1 Entdeckung als Entführung
  • 6.2 Heuristische Programmierung
• 7. Anomalien und die Struktur der Entdeckung

• 8. Entdeckungsmethoden

  • 8.1 Auffindbarkeit
  • 8.2 Vorabbewertung

• 9. Kreativität, Analogie und mentale Modelle

  • 9.1 Psychologische und soziale Bedingungen der Kreativität
  • 9.2 Analogie
  • 9.3 Mentale Modelle
• Literaturverzeichnis
• Akademische Werkzeuge
• Andere Internetquellen
• Verwandte Einträge

1. Einleitung

Die philosophische Reflexion über wissenschaftliche Entdeckungen erfolgte in verschiedenen Phasen. Vor den 1930er Jahren befassten sich Philosophen hauptsächlich mit Entdeckungen im weitesten Sinne des Wortes, dh mit der Analyse erfolgreicher wissenschaftlicher Untersuchungen insgesamt. Die philosophischen Diskussionen konzentrierten sich auf die Frage, ob es erkennbare Muster bei der Produktion neuen Wissens gab. Da das Konzept der Entdeckung keine bestimmte Bedeutung hatte und im weitesten Sinne verwendet wurde, könnten fast alle Abhandlungen über wissenschaftliche Methoden des 17. und 18. Jahrhunderts möglicherweise als frühe Beiträge zu Überlegungen zur wissenschaftlichen Entdeckung angesehen werden. Im Laufe des 19 ^..Jahrhundert, als Wissenschaftsphilosophie und Wissenschaft zwei unterschiedliche Bestrebungen wurden, wurde der Begriff „Entdeckung“zu einem Fachbegriff in philosophischen Diskussionen. Verschiedene Elemente der wissenschaftlichen Untersuchung wurden spezifiziert. Am wichtigsten war, dass die Erzeugung neuen Wissens klar und explizit von seiner Validierung unterschieden wurde und somit die Bedingungen für den engeren Begriff der Entdeckung als Akt oder Prozess der Konzeption neuer Ideen entstanden.

Die nächste Phase der Diskussion über wissenschaftliche Entdeckungen begann mit der Einführung der sogenannten „Kontextunterscheidung“, der Unterscheidung zwischen dem „Entdeckungskontext“und dem „Rechtfertigungskontext“. Es wurde weiter argumentiert, dass die Konzeption einer neuen Idee ein nicht rationaler Prozess ist, ein Einsichtssprung, der nicht in spezifischen Anweisungen erfasst werden kann. Die Rechtfertigung ist dagegen ein systematischer Prozess der Anwendung von Bewertungskriterien auf Wissensansprüche. Befürworter der Kontextunterscheidung argumentierten, dass sich die Wissenschaftsphilosophie ausschließlich mit dem Kontext der Rechtfertigung befasse. Die diesem Argument zugrunde liegende Annahme ist, dass Philosophie ein normatives Projekt ist; es bestimmt Normen für die wissenschaftliche Praxis. Unter diesen Voraussetzungen kann nur die Rechtfertigung von Ideen, nicht ihre Entstehung, Gegenstand einer philosophischen (normativen) Analyse sein. Entdeckung kann dagegen nur ein Thema für empirische Studien sein. Per Definition liegt das Studium der Entdeckung außerhalb des eigentlichen Bereichs der Wissenschaftsphilosophie.

Die Einführung der Kontextunterscheidung und der damit verbundenen disziplinarischen Unterscheidung führte zu meta-philosophischen Streitigkeiten. Philosophische Debatten über Entdeckungen waren lange Zeit von der Vorstellung geprägt, dass sich philosophische und empirische Analysen gegenseitig ausschließen. Eine Reihe von Philosophen bestand wie ihre Vorgänger vor den 1930er Jahren darauf, dass die Aufgaben des Philosophen die Analyse tatsächlicher wissenschaftlicher Praktiken und die Verwendung wissenschaftlicher Ressourcen zur Lösung philosophischer Probleme umfassen. Sie behaupteten auch, dass es eine legitime Aufgabe für die Wissenschaftsphilosophie sei, eine Theorie der Heuristik oder Problemlösung zu entwickeln. Aber diese Position war die Minderheitensicht während eines Großteils des 20 ^..Jahrhundert Philosophie der Wissenschaft. Entdeckungsphilosophen mussten daher nachweisen, dass die wissenschaftliche Entdeckung tatsächlich ein legitimer Bestandteil der Wissenschaftsphilosophie war. Philosophische Überlegungen zur Natur der wissenschaftlichen Entdeckung mussten durch meta-philosophische Argumente über die Natur und den Umfang der Wissenschaftsphilosophie gestützt werden.

Heute besteht jedoch weitgehende Übereinstimmung darüber, dass sich Philosophie und empirische Forschung nicht gegenseitig ausschließen. Empirische Studien tatsächlicher wissenschaftlicher Entdeckungen informieren nicht nur das philosophische Denken über die Struktur und die kognitiven Mechanismen der Entdeckung, sondern Forschungen in Psychologie, Kognitionswissenschaft, künstlicher Intelligenz und verwandten Bereichen sind zu einem integralen Bestandteil philosophischer Analysen der Prozesse und Bedingungen der Generation geworden neuen Wissens.

2. Wissenschaftliche Untersuchung als Entdeckung

Vor den 19 - ^ten Jahrhundert, der Begriff „Entdeckung“gemeinsam mit dem Produkt der erfolgreichen Untersuchung bezeichnet. "Entdeckung" wurde allgemein verwendet, um sich auf einen neuen Befund zu beziehen, wie eine neue Heilung, eine Verbesserung eines Instruments oder eine neue Methode zur Längenmessung. Mehrere natürliche und experimentelle Philosophen, insbesondere Bacon, Descartes und Newton, erläuterten wissenschaftliche Methoden, um zu neuen Erkenntnissen zu gelangen. Diese Berichte wurden nicht ausdrücklich als „Entdeckungsmethoden“bezeichnet, aber die allgemeinen Berichte über wissenschaftliche Methoden sind dennoch relevant für aktuelle philosophische Debatten über wissenschaftliche Entdeckungen. Sie sind wichtig, weil Philosophen der Wissenschaft häufig 17 vorgestellt haben ^thJahrhundert-Theorien der wissenschaftlichen Methode als Kontrastklasse zu aktuellen Entdeckungsphilosophien. Die Besonderheit des 17 - ^ten - und 18 - ^ten -Jahrhundert Konten der wissenschaftlichen Methode ist, dass die Verfahren Beweiskraft (Nickles 1985) haben getroffen werden. Dies bedeutet, dass diese Berichte über wissenschaftliche Methoden als Leitfaden für den Erwerb neuen Wissens und gleichzeitig als Validierung des so gewonnenen Wissens dienen (Laudan 1980; Schaffner 1993: Kapitel 2).

Bacons Bericht über die „neue Methode“, wie sie im Novum Organum vorgestellt wird, ist ein prominentes Beispiel. Bacons Arbeit zeigte, wie man durch eine systematische Untersuchung phänomenaler Naturen am besten zu Wissen über „Formnatur“(die allgemeinsten Eigenschaften der Materie) gelangt. Bacon beschrieb, wie man zuerst natürliche Phänomene und experimentelle Fakten in Tabellen sammelt und organisiert, wie man diese Listen bewertet und wie man die ersten Ergebnisse mit Hilfe weiterer Experimente verfeinert. Durch diese Schritte würde der Forscher zu Schlussfolgerungen über die „Formnatur“gelangen, die bestimmte phänomenale Naturen hervorbringt. Der Punkt ist, dass für Bacon die Verfahren zum Erstellen und Auswerten von Tabellen und zum Durchführen von Experimenten gemäß dem Novum Organum zu sicherem Wissen führen. Die Verfahren haben somit "Beweiskraft".

In ähnlicher Weise bestand Newtons Ziel in der Philosophiae Naturalis Principia Mathematica darin, eine Methode zur Ableitung von Sätzen aus Phänomenen so vorzustellen, dass diese Sätze „sicherer“werden als Sätze, die durch Ableitung testbarer Konsequenzen aus ihnen gesichert werden (Smith 2002). Newton ging nicht davon aus, dass dieses Verfahren zu absoluter Sicherheit führen würde. Man konnte nur für die so gesicherten Sätze moralische Gewissheit erlangen. Der Punkt für aktuelle Wissenschaftsphilosophen ist, dass diese Ansätze generative Theorien der wissenschaftlichen Methode sind. Generative Theorien wissenschaftlicher Methoden gehen davon aus, dass Sätze nur dann aufgestellt und gesichert werden können, wenn gezeigt wird, dass sie sich aus beobachteten und experimentell erzeugten Phänomenen ergeben. Im Gegensatz,Nicht-generative Theorien wissenschaftlicher Methoden - wie die von Huygens vorgeschlagene - gingen davon aus, dass Sätze durch Vergleich ihrer Konsequenzen mit beobachteten und experimentell erzeugten Phänomenen aufgestellt werden müssen. In 20^In der Wissenschaftsphilosophie des Jahrhunderts wird dieser Ansatz häufig als „konsequentialistisch“bezeichnet (Laudan 1980; Nickles 1985).

Neuere Wissenschaftsphilosophen haben solche historischen Skizzen verwendet, um die Vorgeschichte aktueller philosophischer Debatten über wissenschaftliche Entdeckungen zu rekonstruieren. Das Argument ist, dass die wissenschaftliche Entdeckung ein Problem für die Philosophie der Wissenschaft im 19. wurde ^th Jahrhundert, als consequentialist Theorien der wissenschaftlichen Methode weiter verbreitet wurden. Als konsequentialistische Theorien auf dem Vormarsch waren, wurden die beiden Prozesse der Konzeption und Validierung einer Idee oder Hypothese unterschiedlich, und die Ansicht, dass der Wert einer neuen Idee nicht von der Art und Weise abhängt, wie sie zustande kam, wurde weithin akzeptiert.

3. Elemente der Entdeckung

Im Laufe des 19 ^..Jahrhundert wurde der Akt der Einsicht - der angebliche „Eureka-Moment“- von den Prozessen der Artikulation, Entwicklung und Prüfung der neuartigen Einsicht getrennt. Die philosophische Diskussion konzentrierte sich auf die Frage, ob und inwieweit Regeln entwickelt werden könnten, um jeden dieser Prozesse zu leiten. William Whewells Werk, insbesondere die beiden Bände der Philosophie der Induktiven Wissenschaften von 1840, ist ein wichtiger Beitrag zu den philosophischen Debatten über wissenschaftliche Entdeckungen, gerade weil er den kreativen Moment oder das „glückliche Denken“, wie er es nannte, klar von anderen Elementen der Wissenschaft getrennt hat Anfrage. Für Whewell umfasste die Entdeckung alle drei Elemente: den glücklichen Gedanken, die Artikulation und Entwicklung dieses Gedankens und das Testen oder Verifizieren desselben. In den meisten nachfolgenden Entdeckungsbehandlungen jedochDer Umfang des Begriffs „Entdeckung“beschränkt sich entweder auf das erste dieser Elemente, den „glücklichen Gedanken“, oder auf die ersten beiden dieser Elemente, den glücklichen Gedanken und seine Artikulation. In der Tat, viele der Kontroversen in den 20^Das Jahrhundert über die Möglichkeit einer Entdeckungsphilosophie kann vor dem Hintergrund der Uneinigkeit darüber verstanden werden, ob der Entdeckungsprozess die Artikulation und Entwicklung eines neuartigen Gedankens beinhaltet oder nicht.

Der vorige Abschnitt zeigt, dass Wissenschaftler wie Bacon und Newton Methoden zur wissenschaftlichen Untersuchung entwickeln wollten. Sie schlugen „neue Methoden“oder „Argumentationsregeln“vor, die die Erzeugung bestimmter Sätze aus beobachteten und experimentellen Phänomenen leiten. Im Gegensatz dazu befasste sich Whewell ausdrücklich mit der Entwicklung einer Entdeckungsphilosophie. Sein Bericht war teilweise eine Beschreibung der psychologischen Verfassung des Entdeckers. Zum Beispiel vertrat er die Ansicht, dass nur Genies diese glücklichen Gedanken haben könnten, die für die Entdeckung wesentlich sind. Zum Teil war sein Bericht ein Bericht über die Methoden, mit denen glückliche Gedanken in das Wissenssystem integriert werden. Laut Whewell ist der erste Schritt bei jeder Entdeckung das, was er „einen glücklichen Gedanken, von dem wir den Ursprung nicht verfolgen können; eine glückliche Besetzung von Intellekt, die sich über alle Regeln erhebt. Es können keine Maximen angegeben werden, die unweigerlich zur Entdeckung führen “(Whewell 1996 [1840]: 186). Eine „Kunst der Entdeckung“im Sinne einer lehrbaren und lernbaren Fähigkeit gibt es laut Whewell nicht. Der glückliche Gedanke baut auf den bekannten Tatsachen auf, aber laut Whewell ist es unmöglich, eine Methode für glückliche Gedanken vorzuschreiben.

In diesem Sinne sind glückliche Gedanken zufällig. In einem wichtigen Sinne sind wissenschaftliche Entdeckungen jedoch kein Zufall. Der glückliche Gedanke ist keine wilde Vermutung. Nur die Person, deren Geist bereit ist, Dinge zu sehen, wird sie tatsächlich bemerken. Der „vorherige Zustand des Intellekts und nicht die einzige Tatsache ist wirklich die Haupt- und eigentümliche Ursache für den Erfolg. Tatsache ist lediglich die Gelegenheit, bei der der Entdeckungsmotor früher oder später ins Spiel gebracht wird. Es ist, wie ich an anderer Stelle gesagt habe, nur der Funke, der eine bereits geladene und spitze Waffe abgibt; und es ist wenig angebracht, von einem solchen Unfall als der Ursache zu sprechen, warum die Kugel ins Schwarze trifft. “(Whewell 1996 [1840]: 189).

Ein glücklicher Gedanke ist jedoch noch keine Entdeckung. Das zweite Element einer wissenschaftlichen Entdeckung besteht darin, eine Reihe von Fakten miteinander zu verbinden - „kolligieren“, wie Whewell es nannte -, indem sie unter eine allgemeine Konzeption gebracht werden. Die Kolligation bringt nicht nur etwas Neues hervor, sondern zeigt auch die bisher bekannten Fakten in einem neuen Licht. Genauer gesagt funktioniert die Kolligation von beiden Seiten, sowohl von den Fakten als auch von den Ideen, die die Fakten zusammenhalten. Kolligation ist ein erweiterter Prozess. Es beinhaltet einerseits die Spezifizierung von Fakten durch systematische Beobachtung, Messungen und Experimente und andererseits die Klärung von Ideen durch die Darstellung der Definitionen und Axiome, die stillschweigend in diesen Ideen enthalten sind. Dieser Prozess ist iterativ. Die Wissenschaftler gehen zwischen dem Zusammenbinden der Fakten hin und her,Klärung der Idee, genauere Darstellung der Fakten und so weiter.

Der letzte Teil der Entdeckung ist die Überprüfung der Kollision mit dem glücklichen Gedanken. Dies bedeutet in erster Linie, dass das Ergebnis der Kollision ausreichen muss, um die vorliegenden Daten zu erklären. Zur Überprüfung gehört auch die Beurteilung der Vorhersagekraft, Einfachheit und „Konsilienz“des Ergebnisses der Kollision. "Konsilienz" bezieht sich auf einen höheren Bereich der Allgemeinheit (breitere Anwendbarkeit) der Theorie (des artikulierten und geklärten glücklichen Gedankens), die die tatsächliche Kolligation hervorgebracht hat. Whewells Entdeckungsbericht ist kein deduktivistisches System. Es ist wichtig, dass das Ergebnis der Kollision vor jedem Test aus den Daten abgeleitet werden kann (Snyder 1997).

Whewells Entdeckungstheorie ist für die philosophische Debatte über wissenschaftliche Entdeckungen von Bedeutung, da sie drei Elemente klar voneinander trennt: den nicht analysierbaren glücklichen Gedanken oder den Eureka-Moment; der Kollisionsprozess, der die Klärung und Erläuterung von Fakten und Ideen umfasst; und die Überprüfung des Ergebnisses der Kolligation. Seine Position, dass die Philosophie der Entdeckung nicht vorschreiben kann, wie man glückliche Gedanken denkt, war ein Schlüsselelement des 20. ^JahrhundertsJahrhundertphilosophische Reflexion über Entdeckung. Bemerkenswerterweise umfasst Whewells Konzept der Entdeckung jedoch nicht nur die glücklichen Gedanken, sondern auch die Prozesse, durch die die glücklichen Gedanken in das gegebene Wissenssystem integriert werden sollen. Die Artikulations- und Testverfahren sind laut Whewell beide analysierbar, und sein Konzept der Kolligation und Verifizierung dient als Richtlinie für das Vorgehen des Entdeckers. Eine Kollision hat, wenn sie ordnungsgemäß durchgeführt wird, als solche eine begründende Kraft. In ähnlicher Weise ist der Überprüfungsprozess ein wesentlicher Bestandteil der Entdeckung und hat auch eine begründende Kraft. Whewells Konzept der Verifikation umfasst somit Elemente generativer und konsequenter Untersuchungsmethoden. Um eine Hypothese zu verifizieren, muss der Ermittler nachweisen, dass er die bekannten Tatsachen berücksichtigt, dass er neue voraussagt,zuvor unbeobachtete Phänomene, und dass es Phänomene erklären und vorhersagen kann, die durch eine Hypothese erklärt und vorhergesagt werden, die durch eine unabhängige glückliche Gedanken-Kollision erhalten wurde (Ducasse 1951).

Whewells Konzeptualisierung der wissenschaftlichen Entdeckung bietet einen nützlichen Rahmen, um die philosophischen Debatten über die Entdeckung abzubilden und wichtige Probleme zu identifizieren, die in den jüngsten philosophischen Debatten von Belang sind. In erster Linie arbeiten fast alle neueren Philosophen mit einem Begriff der Entdeckung, der enger ist als der von Whewell. In der engeren Konzeption ist das, was Whewell als „Verifikation“bezeichnet, nicht Teil der eigentlichen Entdeckung. Zweitens bis zum späten 20 ^..Jahrhundert herrschte weitgehende Übereinstimmung darüber, dass der Eureka-Moment, eng ausgelegt, ein nicht analysierbarer, sogar mysteriöser Einsichtssprung ist. Die Hauptstreitigkeiten betrafen die Frage, ob der Prozess der Entwicklung einer Hypothese (die „Kolligation“in Whewells Begriffen) ein Teil der eigentlichen Entdeckung ist oder nicht - und wenn ja, ob und wie dieser Prozess von Regeln geleitet wird. Die Philosophen waren sich auch nicht einig darüber, ob es eine philosophische Aufgabe ist, diese Regeln zu erläutern. In den letzten Jahrzehnten hat sich die philosophische Aufmerksamkeit auf den Eureka-Moment verlagert. Mit Hilfe von Ressourcen aus den Bereichen Kognitionswissenschaft, Neurowissenschaften, Computerforschung sowie Umwelt- und Sozialpsychologie haben Philosophen versucht, die kognitiven Prozesse zu entmystifizieren, die bei der Generierung neuer Ideen eine Rolle spielen.

4. Entdeckungslogik

In den frühen 20 ^thJahrhundert war die Ansicht, dass Entdeckung ein nicht analysierbarer kreativer Akt eines begabten Genies ist oder zumindest entscheidend ist, weit verbreitet, wurde aber nicht einstimmig akzeptiert. Alternative Entdeckungskonzepte betonen, dass Entdeckung ein erweiterter Prozess ist, dh dass der Entdeckungsprozess die Argumentationsprozesse umfasst, durch die eine neue Einsicht artikuliert und weiterentwickelt wird. Darüber hinaus wurde angenommen, dass diese Argumentation einen systematischen, formalen Aspekt aufweist. Die Argumentation folgt zwar nicht den Prinzipien der demonstrativen Logik, ist jedoch systematisch genug, um die Bezeichnung „logisch“zu verdienen. Befürworter dieser Ansicht argumentierten, dass die traditionelle (hier: aristotelische) Logik ein unzureichendes Modell für wissenschaftliche Entdeckungen ist, da sie den Prozess der Wissensgenerierung ebenso grob falsch darstellt wie den Begriff des „glücklichen Denkens“. In diesem Ansatz wird der Begriff „Logik“im weiteren Sinne verwendet. Es ist die Aufgabe der Entdeckungslogik, die Argumentationsstrategien, die in Episoden erfolgreicher wissenschaftlicher Forschung angewendet wurden, zu zeichnen und schematisch darzustellen. Anfang 20^Die Entdeckungslogik des Jahrhunderts kann am besten als Theorie der mentalen Operationen beschrieben werden, die an der Wissensgenerierung beteiligt sind. Zu diesen mentalen Operationen gehören die Klassifizierung, die Bestimmung, was für eine Untersuchung relevant ist, und die Bedingungen für die Kommunikation von Bedeutung. Es wird argumentiert, dass diese Merkmale der wissenschaftlichen Entdeckung durch die traditionelle Logik entweder nicht oder nur unzureichend dargestellt werden (Schiller 1917: 236–7).

Philosophen, die diesen Ansatz befürworten, sind sich einig, dass die Entdeckungslogik als eine Reihe heuristischer Prinzipien charakterisiert werden sollte und nicht als ein Prozess der Anwendung induktiver oder deduktiver Logik auf eine Reihe von Sätzen. Diese heuristischen Prinzipien sollen den Weg zur Sicherung des Wissens nicht aufzeigen. Heuristische Prinzipien sind eher suggestiv als demonstrativ (Carmichael 1922, 1930). Ein wiederkehrendes Merkmal in diesen Berichten über die Argumentationsstrategien, die zu neuen Ideen führen, ist das analoge Denken (Schiller 1917; Benjamin 1934). In der 20 ^..Jahrhundert ist allgemein anerkannt, dass analoges Denken eine produktive Form des Denkens ist, die nicht auf induktive oder deduktive Schlussfolgerungen reduziert werden kann (siehe auch Abschnitt 9.2.). Diese Ansätze zur Entdeckungslogik blieben jedoch zu dieser Zeit verstreut und vorläufig, und Versuche, die Heuristiken, die die Entdeckungsprozesse leiten, systematischer zu entwickeln, wurden durch die fortschreitende Unterscheidung zwischen Entdeckungs- und Rechtfertigungskontexten in den Schatten gestellt.

5. Die Unterscheidung zwischen dem Kontext der Entdeckung und dem Kontext der Rechtfertigung

Die Unterscheidung zwischen „Kontext der Entdeckung“und „Kontext der Rechtfertigung“dominierte und die Diskussionen über Entdeckung in 20 geformt ^th -Jahrhundert Philosophie der Wissenschaft. Die Kontextunterscheidung markiert die Unterscheidung zwischen der Erzeugung einer neuen Idee oder Hypothese und ihrer Verteidigung (Test, Verifikation). Wie die vorhergehenden Abschnitte gezeigt haben, hat die Unterscheidung zwischen verschiedenen Merkmalen der wissenschaftlichen Forschung eine längere Geschichte, aber in der Wissenschaftsphilosophie wurde sie in der ersten Hälfte des 20. ^Jahrhunderts wirksamJahrhundert. Im Verlauf der anschließenden Diskussionen über wissenschaftliche Entdeckungen wurde die Unterscheidung zwischen den verschiedenen Merkmalen der wissenschaftlichen Forschung zu einem starken Abgrenzungskriterium. Die Grenze zwischen dem Kontext der Entdeckung (den De-facto-Denkprozessen) und dem Kontext der Rechtfertigung (der de jure Verteidigung der Richtigkeit dieser Gedanken) wurde nun verstanden, um den Umfang der Wissenschaftstheorie zu bestimmen. Die zugrunde liegende Annahme ist, dass die Wissenschaftsphilosophie ein normatives Unterfangen ist. Befürworter der Kontextunterscheidung argumentieren, dass die Generierung einer neuen Idee ein intuitiver, nicht rationaler Prozess ist; es kann keiner normativen Analyse unterzogen werden. Daher kann das Studium des tatsächlichen Denkens von Wissenschaftlern nur Gegenstand von Psychologie, Soziologie und anderen empirischen Wissenschaften sein. Wissenschaftsphilosophie dagegenbefasst sich ausschließlich mit dem Kontext der Rechtfertigung.

Die Begriffe „Entdeckungskontext“und „Rechtfertigungskontext“werden häufig mit Hans Reichenbachs Werk in Verbindung gebracht. Reichenbachs ursprüngliche Konzeption der Kontextunterscheidung ist jedoch recht komplex (Howard 2006; Richardson 2006). Es lässt sich nicht leicht auf die oben erwähnte disziplinarische Unterscheidung übertragen, da für Reichenbach die eigentliche Wissenschaftsphilosophie teilweise beschreibend ist. Reichenbach behauptet, dass die Wissenschaftsphilosophie eine Beschreibung des Wissens beinhaltet, wie es wirklich ist. Die deskriptive Wissenschaftsphilosophie rekonstruiert die Denkprozesse der Wissenschaftler so, dass eine logische Analyse durchgeführt werden kann, und bereitet so den Grundstein für die Bewertung dieser Gedanken (Reichenbach 1938: § 1). Entdeckung ist dagegen Gegenstand empirisch-psychologischer, soziologischer Studien. Laut ReichenbachDie empirische Untersuchung von Entdeckungen zeigt, dass Entdeckungsprozesse häufig dem Prinzip der Induktion entsprechen, dies ist jedoch lediglich eine psychologische Tatsache (Reichenbach 1938: 403).

Während die Begriffe "Kontext der Entdeckung" und "Kontext der Rechtfertigung" weit verbreitet sind, wurde ausführlich darüber diskutiert, wie die Unterscheidung getroffen werden sollte und welche philosophische Bedeutung sie haben (vgl. Kordig 1978; Gutting 1980; Zahar 1983; Leplin 1987; Hoyningen-Huene 1987; Weber 2005: Kapitel 3; Schickore und Steinle 2006). Am häufigsten wird die Unterscheidung als Unterscheidung zwischen dem Prozess der Konzeption einer Theorie und der Validierung dieser Theorie interpretiert, dh der Bestimmung der epistemischen Unterstützung der Theorie. Diese Version der Unterscheidung wird nicht unbedingt als zeitliche Unterscheidung interpretiert. Mit anderen Worten, es wird normalerweise nicht angenommen, dass eine Theorie zuerst vollständig entwickelt und dann validiert wird. Konzeption und Validierung sind vielmehr zwei verschiedene epistemische Ansätze der Theorie: das Bestreben zu artikulieren, zu konkretisieren,und entwickeln ihr Potenzial und das Bestreben, seinen epistemischen Wert zu bewerten. Im Rahmen der Kontextunterscheidung gibt es zwei Hauptmethoden zur Konzeptualisierung des Prozesses der Konzeption einer Theorie. Die erste Möglichkeit besteht darin, die Erzeugung neuen Wissens als irrationalen Akt, als mysteriöse kreative Intuition, als „Eureka-Moment“zu charakterisieren. Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Erzeugung neuen Wissens als einen erweiterten Prozess zu konzipieren, der einen kreativen Akt sowie einen Prozess der Artikulation und Entwicklung der kreativen Idee umfasst.ein "eureka moment". Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Erzeugung neuen Wissens als einen erweiterten Prozess zu konzipieren, der einen kreativen Akt sowie einen Prozess der Artikulation und Entwicklung der kreativen Idee umfasst.ein "eureka moment". Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Erzeugung neuen Wissens als einen erweiterten Prozess zu konzipieren, der einen kreativen Akt sowie einen Prozess der Artikulation und Entwicklung der kreativen Idee umfasst.

Beide Berichte über die Wissensgenerierung dienten als Ausgangspunkt für Argumente gegen die Möglichkeit einer Entdeckungsphilosophie. In Übereinstimmung mit der ersten Option haben Philosophen argumentiert, dass es weder möglich ist, eine logische Methode vorzuschreiben, die neue Ideen hervorbringt, noch den Entdeckungsprozess logisch zu rekonstruieren. Nur der Testprozess kann logisch untersucht werden. Dieser Einwand gegen Entdeckungsphilosophien wurde als "Einwand der Entdeckungsmaschine" bezeichnet (Curd 1980: 207). Es ist normalerweise mit Karl Poppers Logik der wissenschaftlichen Entdeckung verbunden.

Der Ausgangszustand, der Akt der Konzeption oder Erfindung einer Theorie, scheint mir weder eine logische Analyse zu fordern, um dafür nicht anfällig zu sein. Die Frage, wie es dazu kommt, dass einem Menschen eine neue Idee einfällt - sei es ein musikalisches Thema, ein dramatischer Konflikt oder eine wissenschaftliche Theorie -, könnte für die empirische Psychologie von großem Interesse sein. Für die logische Analyse wissenschaftlicher Erkenntnisse ist dies jedoch unerheblich. Letzteres befasst sich nicht mit Tatsachenfragen (Kants quid facti?), Sondern nur mit Fragen der Rechtfertigung oder Gültigkeit (Kants quid juris?). Ihre Fragen sind von folgender Art. Kann eine Aussage gerechtfertigt werden? Und wenn ja, wie? Ist es testbar? Ist es logisch abhängig von bestimmten anderen Aussagen? Oder widerspricht es ihnen vielleicht? […] Dementsprechend werde ich scharf zwischen dem Prozess der Konzeption einer neuen Idee unterscheiden,und die Methoden und Ergebnisse der logischen Prüfung. In Bezug auf die Aufgabe der Logik des Wissens - im Gegensatz zur Psychologie des Wissens - gehe ich davon aus, dass sie ausschließlich darin besteht, die Methoden zu untersuchen, die in den systematischen Tests angewendet werden, denen jede neue Idee unterzogen werden muss, wenn sie sein soll ernsthaft unterhalten. (Popper 2002 [1934/1959]: 7–8)

In Bezug auf die zweite Art der Konzeptualisierung der Wissensgenerierung argumentieren viele Philosophen auf ähnliche Weise, dass eine Entdeckungslogik nicht konstruiert werden kann, da der Entdeckungsprozess einen irrationalen, intuitiven Prozess beinhaltet, der nicht logisch untersucht werden kann. Andere Philosophen wenden sich gegen die Philosophie der Entdeckung, obwohl sie ausdrücklich anerkennen, dass Entdeckung ein erweiterter, begründeter Prozess ist. Sie präsentieren ein meta-philosophisches Einspruchsargument und argumentieren, dass eine Theorie der Artikulation und Entwicklung von Ideen keine philosophische, sondern eine psychologische Theorie ist.

Der Einfluss der Kontextunterscheidung auf Studien zur wissenschaftlichen Entdeckung und auf die Wissenschaftstheorie im Allgemeinen kann kaum überschätzt werden. Die Ansicht, dass der Entdeckungsprozess (wie auch immer ausgelegt) außerhalb des eigentlichen Bereichs der Wissenschaftsphilosophie liegt, war unter Wissenschaftsphilosophen den größten Teil des 20. ^{Jahrhunderts weit verbreitet}Jahrhundert und wird immer noch von vielen gehalten. Der letzte Abschnitt zeigt, dass es in den 1920er und 1930er Jahren einige Versuche gab, Entdeckungslogiken zu entwickeln. Aber für mehrere Jahrzehnte bestimmte die Kontextunterscheidung, worum es in der Wissenschaftsphilosophie gehen sollte und wie sie ablaufen sollte. Die vorherrschende Ansicht war, dass Theorien über mentale Operationen oder Heuristiken keinen Platz in der Wissenschaftsphilosophie hatten. Entdeckung war daher kein legitimes Thema für die Wissenschaftsphilosophie. Der weite Begriff der Entdeckung wird hauptsächlich in soziologischen Berichten der wissenschaftlichen Praxis verwendet. In dieser Perspektive wird „Entdeckung“als retrospektives Etikett verstanden, das einigen wissenschaftlichen Bemühungen als Zeichen der Leistung zugeschrieben wird. Soziologische Theorien erkennen an, dass Entdeckung eine kollektive Leistung und das Ergebnis eines Verhandlungsprozesses ist, durch den „Entdeckungsgeschichten“konstruiert werden und bestimmten Wissensansprüchen der Entdeckungsstatus gewährt wird (Brannigan 1981; Schaffer 1986, 1994). Bis zum letzten Drittel der 20^Im Jahrhundert gab es nur wenige Versuche, die mit der Kontextunterscheidung verbundene disziplinarische Unterscheidung in Frage zu stellen. Erst in den 1970er Jahren begann das Interesse an philosophischen Entdeckungsansätzen zuzunehmen. Die Kontextunterscheidung blieb jedoch eine Herausforderung für Entdeckungsphilosophien.

Es gibt drei Hauptreaktionslinien auf die disziplinarische Unterscheidung, die mit der Kontextunterscheidung verbunden ist. Jede dieser Antwortlinien eröffnet eine philosophische Perspektive auf die Entdeckung. Jeder geht davon aus, dass die Wissenschaftsphilosophie zu Recht eine Form der Analyse tatsächlicher Argumentationsmuster sowie Informationen aus empirischen Wissenschaften wie Kognitionswissenschaft, Psychologie und Soziologie beinhalten kann. Alle diese Antworten lehnen die Idee ab, dass Entdeckung nichts anderes als ein mystisches Ereignis ist. Entdeckung wird als analysierbarer Denkprozess verstanden, nicht nur als kreativer Sprung, durch den neuartige Ideen vollständig entstehen. Alle diese Antworten stimmen darin überein, dass die Verfahren und Methoden, um zu neuen Hypothesen und Ideen zu gelangen, keine Garantie dafür sind, dass die so gebildete Hypothese oder Idee notwendigerweise die beste oder die richtige ist. Dennoch ist es Aufgabe der Wissenschaftstheorie, Regeln zur Verbesserung dieses Prozesses festzulegen. Alle diese Antworten können als Theorien zur Problemlösung beschrieben werden, deren letztendliches Ziel darin besteht, die Generierung neuer Ideen und Theorien effizienter zu gestalten.

Die unterschiedlichen Ansätze zur wissenschaftlichen Entdeckung verwenden jedoch unterschiedliche Terminologien. Insbesondere wird der Begriff „Entdeckungslogik“manchmal im engeren Sinne verwendet und manchmal allgemein verstanden. Unter „Logik“der Entdeckung wird im engeren Sinne eine Reihe formaler, allgemein geltender Regeln verstanden, nach denen neuartige Ideen mechanisch aus vorhandenen Daten abgeleitet werden können. Im weitesten Sinne bezieht sich „Logik“der Entdeckung auf die schematische Darstellung von Argumentationsverfahren. "Logisch" ist nur ein weiterer Begriff für "rational". Während jede dieser Antworten philosophische Analysen wissenschaftlicher Entdeckungen mit empirischen Untersuchungen zur tatsächlichen menschlichen Kognition kombiniert, werden verschiedene Arten von Ressourcen mobilisiert, die von KI-Forschung und Kognitionswissenschaft bis hin zu historischen Studien zu Problemlösungsverfahren reichen. Ebenfalls,Die Antworten analysieren den Prozess der wissenschaftlichen Untersuchung unterschiedlich. Wissenschaftliche Untersuchungen werden häufig als zwei Aspekte angesehen, nämlich Generierung und Validierung neuer Ideen. Manchmal wird jedoch angenommen, dass wissenschaftliche Untersuchungen drei Aspekte haben, nämlich Erzeugung, Verfolgung oder Artikulation und Validierung von Wissen. Im letzteren Rahmen wird das Label „Entdeckung“manchmal verwendet, um sich nur auf die Generation zu beziehen, und manchmal, um sich sowohl auf die Generation als auch auf die Verfolgung zu beziehen. Das Label „Entdeckung“wird manchmal verwendet, um sich nur auf die Generation zu beziehen, und manchmal, um sich sowohl auf die Generation als auch auf das Streben zu beziehen. Das Label „Entdeckung“wird manchmal verwendet, um sich nur auf die Generation zu beziehen, und manchmal, um sich sowohl auf die Generation als auch auf das Streben zu beziehen.

Die erste Antwort auf die Herausforderung der Kontextunterscheidung stützt sich auf ein umfassendes Verständnis des Begriffs „Logik“, um zu argumentieren, dass wir nur eine allgemeine, domänenneutrale Logik zulassen können, wenn wir nicht davon ausgehen wollen, dass der Erfolg der Wissenschaft ein Wunder ist (Jantzen 2016) und dass eine Logik der wissenschaftlichen Entdeckung entwickelt werden kann (Abschnitt 6). Die zweite Antwort, die sich auf ein enges Verständnis des Begriffs „Logik“stützt, besteht darin, zuzugeben, dass es keine Entdeckungslogik gibt, dh keinen Algorithmus zur Erzeugung neuen Wissens. Philosophen, die diesen Ansatz verfolgen, argumentieren, dass der Entdeckungsprozess einem identifizierbaren, analysierbaren Muster folgt (Abschnitt 7). Andere argumentieren, dass die Entdeckung von einer Methodik bestimmt wird. Die Entdeckungsmethode ist ein legitimes Thema für die philosophische Analyse (Abschnitt 8). Alle diese Antworten gehen davon aus, dass es mehr zu entdecken gibt als einen Eureka-Moment. Entdeckung umfasst Prozesse der Artikulation und Entwicklung des kreativen Denkens. Dies sind die Prozesse, die mit den Werkzeugen der philosophischen Analyse untersucht werden können. Die dritte Antwort auf die Herausforderung der Kontextunterscheidung geht auch davon aus, dass Entdeckung ein kreativer Akt ist oder zumindest beinhaltet. Im Gegensatz zu den ersten beiden Antworten geht es jedoch um den kreativen Akt selbst. Philosophen, die diesen Ansatz verfolgen, argumentieren, dass wissenschaftliche Kreativität einer philosophischen Analyse zugänglich ist (Abschnitt 9). Die dritte Antwort auf die Herausforderung der Kontextunterscheidung geht auch davon aus, dass Entdeckung ein kreativer Akt ist oder zumindest beinhaltet. Im Gegensatz zu den ersten beiden Antworten geht es jedoch um den kreativen Akt selbst. Philosophen, die diesen Ansatz verfolgen, argumentieren, dass wissenschaftliche Kreativität einer philosophischen Analyse zugänglich ist (Abschnitt 9). Die dritte Antwort auf die Herausforderung der Kontextunterscheidung geht auch davon aus, dass Entdeckung ein kreativer Akt ist oder zumindest beinhaltet. Im Gegensatz zu den ersten beiden Antworten geht es jedoch um den kreativen Akt selbst. Philosophen, die diesen Ansatz verfolgen, argumentieren, dass wissenschaftliche Kreativität einer philosophischen Analyse zugänglich ist (Abschnitt 9).

6. Entdeckungslogik nach der Kontextunterscheidung

Die erste Antwort auf die Herausforderung der Kontextunterscheidung besteht darin, zu argumentieren, dass Entdeckung ein Thema für die Wissenschaftstheorie ist, weil es schließlich ein logischer Prozess ist. Befürworter dieser Herangehensweise an die Logik der Entdeckung akzeptieren normalerweise die allgemeine Unterscheidung zwischen den beiden Prozessen der Konzeption und Prüfung einer Hypothese. Sie sind sich auch einig, dass es unmöglich ist, ein Handbuch zusammenzustellen, das ein formales, mechanisches Verfahren bietet, mit dem innovative Konzepte oder Hypothesen abgeleitet werden können: Es gibt keine Entdeckungsmaschine. Sie lehnen jedoch die Ansicht ab, dass der Prozess der Konzeption einer Theorie ein kreativer Akt, eine mysteriöse Vermutung, eine Vermutung, ein mehr oder weniger augenblicklicher und zufälliger Prozess ist. Stattdessen bestehen sie darauf, dass sowohl das Konzeption als auch das Testen von Hypothesen Denkprozesse und systematische Schlussfolgerungen sind.dass diese beiden Prozesse schematisch dargestellt werden können und dass es möglich ist, bessere und schlechtere Wege zu neuem Wissen zu unterscheiden.

Diese Argumentation hat viel mit der in Abschnitt 4 oben beschriebenen Entdeckungslogik gemeinsam, wird jedoch jetzt ausdrücklich gegen die mit der Kontextunterscheidung verbundene disziplinarische Unterscheidung gestellt. Es gibt zwei Hauptwege, um dieses Argument zu entwickeln. Die erste besteht darin, die Entdeckung im Sinne eines abduktiven Denkens zu konzipieren (Abschnitt 6.1). Die zweite besteht darin, die Entdeckung im Hinblick auf Problemlösungsalgorithmen zu konzipieren, wobei heuristische Regeln die Verarbeitung verfügbarer Daten unterstützen und den Erfolg bei der Suche nach Problemlösungen verbessern (Abschnitt 6.2). Beide Argumentationslinien beruhen auf einem breiten Konzept der Logik, wobei die „Logik“der Entdeckung eine schematische Darstellung der Argumentationsprozesse darstellt, die an der Wissensgenerierung beteiligt sind.

6.1 Entdeckung als Entführung

Ein Argument, das von Norwood R. Hanson prominent herausgearbeitet wurde, ist, dass der Akt der Entdeckung - hier der Akt des Vorschlags einer neuen Hypothese - einem bestimmten logischen Muster folgt, das sich sowohl von der induktiven Logik als auch von der Logik des hypothetisch-deduktiven Denkens unterscheidet. Die spezielle Entdeckungslogik ist die Logik abduktiver oder „retroduktiver“Schlussfolgerungen (Hanson 1958). Das Argument, dass durch einen Akt abduktiver Schlussfolgerungen plausible, vielversprechende wissenschaftliche Hypothesen aufgestellt werden, geht auf CS Peirce zurück. Diese Version der Entdeckungslogik charakterisiert Denkprozesse, die stattfinden, bevor eine neue Hypothese letztendlich gerechtfertigt ist. Die abduktive Argumentationsweise, die zu plausiblen Hypothesen führt, wird als Folgerung konzipiert, die mit Daten oder insbesondere mit überraschenden oder anomalen Phänomenen beginnt.

Aus dieser Sicht ist Entdeckung in erster Linie ein Prozess der Erklärung von Anomalien oder überraschenden, erstaunlichen Phänomenen. Die Argumentation der Wissenschaftler geht abduktiv von einer Anomalie zu einer erklärenden Hypothese über, angesichts derer die Phänomene nicht länger überraschend oder anomal wären. Das Ergebnis dieses Argumentationsprozesses ist nicht eine einzige spezifische Hypothese, sondern die Abgrenzung einer Art von Hypothesen, die weitere Aufmerksamkeit verdient (Hanson 1965: 64). Laut Hanson hat das abduktive Argument die folgende schematische Form (Hanson 1960: 104):

1. Einige überraschende, erstaunliche Phänomene p ₁, p ₂, p ₃ … sind anzutreffen.
2. Aber p ₁, p ₂, p ₃ … wäre nicht überraschend, wenn eine Hypothese vom Typ H erhalten würde. Sie würden selbstverständlich aus so etwas wie H folgen und sich dadurch erklären lassen.
3. Daher gibt es gute Gründe, eine Hypothese vom Typ H auszuarbeiten, um sie als mögliche Hypothese vorzuschlagen, aus deren Annahme p ₁, p ₂, p ₃ … erklärt werden könnte.

In Anlehnung an die historischen Aufzeichnungen argumentiert Hanson, dass mehrere wichtige Entdeckungen auf der Grundlage abduktiver Überlegungen gemacht wurden, wie beispielsweise Keplers Entdeckung der elliptischen Umlaufbahn des Mars (Hanson 1958). Mittlerweile ist man sich jedoch weitgehend einig, dass Hansons Rekonstruktion der Episode keine historisch angemessene Darstellung von Keplers Entdeckung ist (Lugg 1985). Noch wichtiger ist, dass es zwar allgemeine Übereinstimmung gibt, dass abduktive Schlussfolgerungen sowohl im alltäglichen als auch im wissenschaftlichen Denken häufig sind, diese Schlussfolgerungen jedoch nicht mehr als logische Schlussfolgerungen betrachtet werden. Selbst wenn man Hansons schematische Darstellung des Prozesses der Identifizierung plausibler Hypothesen akzeptiert, ist dieser Prozess nur im weitesten Sinne ein „logischer“Prozess, wobei der Begriff „logisch“als Synonym für „rational“verstanden wird. Vor allem,Einige Philosophen haben sogar die Rationalität abduktiver Schlussfolgerungen in Frage gestellt (Koehler 1991; Brem und Rips 2000).

Ein weiteres Argument gegen das obige Schema ist, dass es zu tolerant ist. Es wird mehrere Hypothesen geben, die Erklärungen für die Phänomene p ₁, p ₂, p ₃ … sind. Die Tatsache, dass eine bestimmte Hypothese die Phänomene erklärt, ist daher kein entscheidendes Kriterium für die Entwicklung dieser Hypothese (Harman 1965; siehe auch Blackwell 1969). Zusätzliche Kriterien sind erforderlich, um die Hypothese zu bewerten, die sich aus abduktiven Schlussfolgerungen ergibt.

Schließlich ist anzumerken, dass das Schema des abduktiven Denkens nicht den eigentlichen Akt der Konzeption einer Hypothese oder eines Hypothesentyps erklärt. Die Prozesse, mit denen eine neue Idee zuerst artikuliert wird, bleiben im obigen Schema unanalytisch. Das Schema konzentriert sich auf die Argumentationsprozesse, anhand derer eine explorative Hypothese hinsichtlich ihrer Vorzüge und ihres Versprechens bewertet wird (Laudan 1980; Schaffner 1993).

In neueren Arbeiten zur Entführung und Entdeckung werden manchmal zwei Begriffe der Entführung unterschieden: der übliche Begriff der Entführung als Rückschluss auf die beste Erklärung (selektive Entführung) und die kreative Entführung (Magnani 2000, 2009). Die selektive Abduktion - der Rückschluss auf die beste Erklärung - beinhaltet die Auswahl einer Hypothese aus einer Reihe bekannter Hypothesen. Die medizinische Diagnose veranschaulicht diese Art der Entführung. Kreative Entführung beinhaltet dagegen die Generierung einer neuen, plausiblen Hypothese. Dies geschieht beispielsweise in der medizinischen Forschung, wenn der Begriff einer neuen Krankheit artikuliert wird. Es ist jedoch noch offen, ob diese Unterscheidung getroffen werden kann.oder ob es einen allmählicheren Übergang von der Auswahl einer erklärenden Hypothese aus einem vertrauten Bereich (selektive Abduktion) zur Auswahl einer Hypothese gibt, die gegenüber der bekannten Menge leicht modifiziert ist, und zur Identifizierung einer drastisch modifizierten oder veränderten Annahme.

Ein weiterer neuer Vorschlag ist, Peirces ursprünglichen Bericht über die Entführung zu erweitern und nicht nur verbale Informationen, sondern auch nonverbale mentale Repräsentationen wie visuelle, auditive oder motorische Repräsentationen aufzunehmen. In Thagards Ansatz werden Repräsentationen als Aktivitätsmuster in mentalen Populationen charakterisiert (siehe auch Abschnitt 9.3 unten). Der Vorteil der neuronalen Darstellung des menschlichen Denkens besteht darin, dass sie Merkmale wie die Überraschung abdeckt, die mit der Generierung neuer Erkenntnisse einhergeht, oder die visuellen und akustischen Darstellungen, die dazu beitragen. Eine Überraschung könnte beispielsweise dadurch charakterisiert werden, dass sich die Aktivierung des Knotens in einem neuronalen Netzwerk, das das „überraschende“Element darstellt, schnell ändert (Thagard und Stewart 2011). Wenn alle mentalen Repräsentationen als Feuermuster in neuronalen Populationen charakterisiert werden können,Die Abduktion kann als Kombination oder „Faltung“(Thagard) von Mustern neuronaler Aktivität aus disjunkten oder überlappenden Aktivitätsmustern analysiert werden (Thagard 2010).

6.2 Heuristische Programmierung

Die Beschäftigung mit der Logik der Entdeckung hat auch die Erforschung der künstlichen Intelligenz an der Schnittstelle von Wissenschaftstheorie und Kognitionswissenschaft motiviert. Bei diesem Ansatz wird die wissenschaftliche Entdeckung als eine Form der Problemlösungsaktivität behandelt (Simon 1973; siehe auch Newell und Simon 1971), wobei die systematischen Aspekte der Problemlösung in einem informationsverarbeitenden Rahmen untersucht werden. Ziel ist es, mit Hilfe von Rechenwerkzeugen die Art der Methoden zu klären, mit denen wissenschaftliche Hypothesen entdeckt werden. Diese Hypothesen gelten als Problemlösungen. Philosophen, die in dieser Tradition arbeiten, bauen Computerprogramme unter Verwendung heuristischer selektiver Suchmethoden (z. B. Langley et al. 1987). In der ComputerheuristikSuchprogramme können als Suche nach Lösungen in einem sogenannten „Problemraum“in einem bestimmten Bereich beschrieben werden. Der Problembereich umfasst alle möglichen Konfigurationen in diesem Bereich (z. B. bei Schachproblemen alle möglichen Anordnungen von Figuren auf einem Schachbrett). Jede Konfiguration ist ein "Zustand" des Problembereichs. Es gibt zwei spezielle Zustände, nämlich den Zielzustand, dh den zu erreichenden Zustand, und den Anfangszustand, dh die Konfiguration an dem Startpunkt, von dem aus die Suche beginnt. Es gibt Operatoren, die die Bewegungen bestimmen, die aus dem aktuellen Zustand neue Zustände erzeugen. Es gibt Pfadbeschränkungen, die die zulässigen Bewegungen begrenzen. Problemlösung ist der Prozess der Suche nach einer Lösung für das Problem, wie der Zielzustand aus einem Anfangszustand erzeugt werden kann. Allgemein gesagt,Alle Zustände können erzeugt werden, indem die Operatoren auf den Anfangszustand und dann auf den resultierenden Zustand angewendet werden, bis der Zielzustand erreicht ist (Langley et al. 1987: Kapitel 9). Eine Problemlösung ist eine Folge von Operationen, die vom Anfangszustand zum Zielzustand führen.

Die Grundidee der Computerheuristik besteht darin, dass Regeln identifiziert werden können, die als Richtlinien dienen, um schnell und effizient eine Lösung für ein bestimmtes Problem zu finden, indem unerwünschte Zustände des Problemraums vermieden werden. Diese Regeln lassen sich am besten als Faustregeln beschreiben. Das Ziel, eine Entdeckungslogik zu konstruieren, wird somit zum Ziel, eine Heuristik für die effiziente Suche nach Problemlösungen zu konstruieren. Der Begriff „heuristische Suche“weist darauf hin, dass Problemlösungsverfahren im Gegensatz zu Algorithmen zu Ergebnissen führen, die lediglich vorläufig und plausibel sind. Eine Lösung ist nicht garantiert, aber heuristische Suchvorgänge sind vorteilhaft, da sie effizienter sind als umfassende zufällige Versuchs- und Fehlersuchen. Sofern beurteilt werden kann, ob ein Satz von Heuristiken besser - wirksamer - als ein anderer ist,Die Entdeckungslogik wird zu einer normativen Entdeckungstheorie.

Da es möglich ist, wichtige wissenschaftliche Entdeckungsprozesse mit Sätzen rechnerischer Heuristiken zu rekonstruieren, kann der wissenschaftliche Entdeckungsprozess wohl als Sonderfall des allgemeinen Mechanismus der Informationsverarbeitung betrachtet werden. In diesem Zusammenhang wird der Begriff „Logik“nicht im engeren Sinne einer Reihe formaler, allgemein geltender Regeln verwendet, um Schlussfolgerungen zu ziehen, sondern im weiteren Sinne als Bezeichnung für eine Reihe von Verfahrensregeln.

Die Computerprogramme, die die Prinzipien der heuristischen Suche in wissenschaftlichen Untersuchungen verkörpern, simulieren die Wege, die Wissenschaftler bei der Suche nach neuen theoretischen Hypothesen eingeschlagen haben. Computerprogramme wie BACON (Simon et al. 1981) und KEKADA (Kulkarni und Simon 1988) verwenden Sätze von Heuristiken zur Problemlösung, um Regelmäßigkeiten in bestimmten Datensätzen zu erkennen. Das Programm würde zum Beispiel feststellen, dass die Werte eines abhängigen Terms konstant sind oder dass eine Menge von Werten für einen Term x und eine Menge von Werten für einen Term y linear zusammenhängen. Es würde also „schließen“, dass der abhängige Term immer diesen Wert hat oder dass eine lineare Beziehung zwischen x und y besteht. Diese Programme können „Entdeckungen machen“in dem Sinne, dass sie erfolgreiche Entdeckungen wie Keplers drittes Gesetz (BACON) oder den Krebszyklus (KEKADA) simulieren können.

KI-basierte Theorien wissenschaftlicher Entdeckungen haben dazu beigetragen, eine Reihe von Strategien zur Problemlösung zu identifizieren und zu klären. Ein Beispiel für eine solche Strategie ist die heuristische Mittel-Zweck-Analyse, bei der spezifische Unterschiede zwischen der gegenwärtigen und der Zielsituation identifiziert und nach Operatoren (Prozessen, die die Situation ändern) gesucht werden, die mit den erkannten Unterschieden verbunden sind. Eine weitere wichtige Heuristik besteht darin, das Problem in Unterprobleme zu unterteilen und das Problem mit der geringsten Anzahl zu bestimmender Unbekannter zu lösen (Simon 1977). KI-basierte Ansätze haben auch gezeigt, inwieweit die Erzeugung neuen Wissens auf vorhandenem Wissen beruht, das die Entwicklung neuer Hypothesen einschränkt.

Aufgrund wissenschaftlicher Entdeckungen weisen Computerheuristiken einige Einschränkungen auf. Da Computerprogramme die Daten aus tatsächlichen Experimenten benötigen, decken die Simulationen vor allem nur bestimmte Aspekte wissenschaftlicher Entdeckungen ab. Sie entwerfen keine neuen Experimente, Instrumente oder Methoden. Darüber hinaus sind im Vergleich zu den in der Computerheuristik angegebenen Problemräumen die komplexen Problemräume für wissenschaftliche Probleme häufig schlecht definiert, und der relevante Suchraum und Zielzustand müssen abgegrenzt werden, bevor heuristische Annahmen formuliert werden können (Bechtel und Richardson 1993: Kapitel 1)..

Frühere Kritiker von KI-basierten Theorien wissenschaftlicher Entdeckungen argumentierten, dass ein Computer keine neuen Konzepte entwickeln kann, sondern sich auf die Konzepte beschränkt, die in der gegebenen Computersprache enthalten sind (Hempel 1985: 119–120). Nachfolgende Arbeiten haben gezeigt, dass Berechnungsmethoden verwendet werden können, um neue Ergebnisse zu generieren, die zu referierten wissenschaftlichen Veröffentlichungen in den Bereichen Astronomie, Krebsforschung, Ökologie und anderen Bereichen führen (Langley 2000). Die jüngste rechnergestützte Forschung zur wissenschaftlichen Entdeckung wird jedoch nicht mehr von philosophischen Interessen an der wissenschaftlichen Entdeckung angetrieben. Stattdessen besteht die Hauptmotivation darin, Rechenwerkzeuge beizusteuern, um Wissenschaftler bei ihrer Forschung zu unterstützen (Addis et al. 2016).

7. Anomalien und die Struktur der Entdeckung

Viele Philosophen behaupten, dass Entdeckung ein legitimes Thema für die Wissenschaftsphilosophie ist, während sie die Vorstellung aufgeben, dass es eine Logik der Entdeckung gibt. Ein sehr einflussreicher Ansatz ist Thomas Kuhns Analyse der Entstehung neuartiger Fakten und Theorien (Kuhn 1970 [1962]: Kapitel 6). Kuhn identifiziert ein allgemeines Entdeckungsmuster als Teil seiner Darstellung des wissenschaftlichen Wandels. Eine Entdeckung ist keine einfache Handlung, sondern ein erweiterter, komplexer Prozess, der in Paradigmenwechseln gipfelt. Paradigmen sind symbolische Verallgemeinerungen, metaphysische Verpflichtungen, Werte und Beispiele, die von einer Gemeinschaft von Wissenschaftlern geteilt werden und die die Forschung dieser Gemeinschaft leiten. Paradigmenbasierte, normale Wissenschaft zielt nicht auf Neuheit ab, sondern auf die Entwicklung, Erweiterung und Artikulation akzeptierter Paradigmen. Eine Entdeckung beginnt mit einer Anomalie, dhmit der Erkenntnis, dass die durch ein etabliertes Paradigma ausgelösten Erwartungen verletzt werden. Der Entdeckungsprozess umfasst mehrere Aspekte: Beobachtungen eines anomalen Phänomens, Versuche, es zu konzipieren, und Änderungen des Paradigmas, damit die Anomalie berücksichtigt werden kann.

Es ist das Erfolgszeichen der normalen Wissenschaft, dass sie keine transformativen Entdeckungen macht, und dennoch entstehen solche Entdeckungen als Folge einer normalen, paradigmengeleiteten Wissenschaft. Je detaillierter und besser ein Paradigma entwickelt ist, desto genauer sind seine Vorhersagen. Je genauer die Forscher wissen, was sie zu erwarten haben, desto besser können sie anomale Ergebnisse und Verstöße gegen die Erwartungen erkennen:

Neuheit entsteht normalerweise nur für den Mann, der genau weiß, was er erwarten sollte, und erkennen kann, dass etwas schief gelaufen ist. Anomalien treten nur vor dem Hintergrund des Paradigmas auf. (Kuhn 1970 [1962]: 65)

Anhand mehrerer historischer Beispiele argumentiert Kuhn, dass es normalerweise unmöglich ist, den Moment zu identifizieren, in dem etwas entdeckt wurde, oder sogar die Person, die die Entdeckung gemacht hat. Kuhn illustriert diese Punkte mit der Entdeckung von Sauerstoff (siehe Kuhn 1970 [1962]: 53–56). Sauerstoff war nicht vor 1774 entdeckt worden und war bis 1777 entdeckt worden. Noch vor 1774 hatte Lavoisier bemerkt, dass etwas mit der Phlogiston-Theorie nicht stimmte, aber er war nicht in der Lage, vorwärts zu kommen. Zwei weitere Forscher, CW Scheele und Joseph Priestley, identifizierten unabhängig voneinander ein Gas, das beim Erhitzen fester Substanzen erhalten wurde. Aber Scheeles Werk blieb bis nach 1777 unveröffentlicht, und Priestley identifizierte seine Substanz nicht als eine neue Art von Gas. 1777 stellte Lavoisier die Sauerstofftheorie der Verbrennung vor, die zu einer grundlegenden Rekonzeptualisierung der Chemie führte. Nach dieser Theorie, wie sie Lavoisier erstmals vorstellte, war Sauerstoff jedoch kein chemisches Element. Es war ein atomares „Säureprinzip“und Sauerstoffgas war eine Kombination dieses Prinzips mit Kalorien. Laut Kuhn sind alle diese Entwicklungen Teil der Entdeckung von Sauerstoff, aber keine von ihnen kann als „Entdeckungsakt“bezeichnet werden.

In vorparadigmatischen Perioden oder in Zeiten der Paradigmenkrise können theoretisch bedingte Entdeckungen auftreten. In diesen Zeiträumen spekulieren und entwickeln Wissenschaftler vorläufige Theorien, die zu neuen Erwartungen und Experimenten und Beobachtungen führen können, um zu testen, ob diese Erwartungen bestätigt werden können. Obwohl keine genauen Vorhersagen getroffen werden können, sind Phänomene, die auf diese Weise aufgedeckt werden, oft nicht ganz das, was erwartet wurde. In diesen Situationen bewirken die gleichzeitige Erforschung der neuen Phänomene und die gemeinsame Formulierung der vorläufigen Hypothesen eine Entdeckung.

In Fällen wie der Entdeckung von Sauerstoff hingegen, die stattfand, als bereits ein Paradigma vorhanden war, wird das Unerwartete nur langsam, schwierig und gegen einen gewissen Widerstand sichtbar. Erst allmählich werden die Anomalien als solche sichtbar. Die Ermittler brauchen Zeit, um zu erkennen, „was etwas ist und was es ist“(Kuhn 1970 [1962]: 55). Schließlich etabliert sich ein neues Paradigma und die anomalen Phänomene werden zu den erwarteten Phänomenen.

Jüngste Studien zur kognitiven Neurowissenschaft der Gehirnaktivität in Zeiten konzeptioneller Veränderungen stützen Kuhns Ansicht, dass konzeptionelle Veränderungen schwer zu erreichen sind. Diese Studien untersuchen die neuronalen Prozesse, die an der Erkennung von Anomalien beteiligt sind, und vergleichen sie mit der Gehirnaktivität bei der Verarbeitung von Informationen, die mit bevorzugten Theorien übereinstimmt. Die Studien legen nahe, dass die beiden Datentypen unterschiedlich verarbeitet werden (Dunbar et al. 2007).

8. Entdeckungsmethoden

Befürworter der Ansicht, dass es Entdeckungsmethoden gibt, verwenden den Begriff „Logik“im engeren Sinne eines algorithmischen Verfahrens, um neue Ideen zu generieren. Aber wie die in Abschnitt 6 beschriebenen AI-basierten Theorien der wissenschaftlichen Entdeckung interpretieren Methoden der wissenschaftlichen Entdeckung das Konzept „Entdeckung“als Bezeichnung für einen erweiterten Prozess der Generierung und Artikulation neuer Ideen und beschreiben den Prozess häufig im Hinblick auf die Problemlösung. Bei diesen Ansätzen wird die Unterscheidung zwischen Entdeckungskontexten und Rechtfertigungskontexten in Frage gestellt, da die Entdeckungsmethode eine berechtigte Rolle spielt. Befürworter einer Entdeckungsmethode stützen sich normalerweise auf die Unterscheidung zwischen verschiedenen Rechtfertigungsverfahren. Begründung für den Prozess der Generierung neuen Wissens und Begründung für die Erprobung. Konsequente oder „starke“Rechtfertigungen sind Testmethoden. Die mit der Entdeckung verbundene Rechtfertigung wird dagegen als generative (im Gegensatz zur konsequenten) Rechtfertigung (Abschnitt 8.1) oder als schwache (im Gegensatz zur starken) Rechtfertigung (Abschnitt 8.2) verstanden. Wiederum besteht eine gewisse terminologische Zweideutigkeit, weil es nach Ansicht einiger Philosophen drei Kontexte gibt, nicht zwei: Nur die anfängliche Konzeption einer neuen Idee (der schöpferische Akt ist der eigentliche Kontext der Entdeckung, und zwischen ihm und der Rechtfertigung besteht ein separater Kontext von Verfolgung (Laudan 1980). Viele Befürworter von Entdeckungsmethoden betrachten den Kontext der Verfolgung jedoch als integralen Bestandteil des Rechtfertigungsprozesses. Sie behalten den Begriff zweier Kontexte bei und ziehen die Grenzen zwischen den Kontexten der Entdeckung und Rechtfertigung neu, wie sie Anfang der 20er Jahre gezogen wurden^ten Jahrhundert.

8.1 Auffindbarkeit

Die Entdeckungsmethode wurde manchmal als eine Form der Rechtfertigung charakterisiert, die die Testmethode ergänzt (Nickles 1984, 1985, 1989). Gemäß der Testmethode ergibt sich die empirische Unterstützung für eine Theorie aus dem erfolgreichen Testen der aus dieser Theorie abgeleiteten prädiktiven Konsequenzen (und geeigneter Hilfsannahmen). In Anbetracht dieser Methodik ist die Rechtfertigung einer Theorie eine „konsequente Rechtfertigung“, die Vorstellung, dass eine Hypothese aufgestellt wird, wenn erfolgreiche neuartige Vorhersagen aus der Theorie oder Behauptung abgeleitet werden. Die generative Begründung ergänzt die konsequente Begründung. Befürworter der generativen Rechtfertigung sind der Ansicht, dass es in der Wissenschaft eine wichtige Form der Rechtfertigung gibt, bei der eine Behauptung aus Daten oder zuvor festgestellten Ergebnissen allgemeiner begründet wird.

Ein klassisches Beispiel für eine generative Methodik sind die Newtonschen Regeln für das Studium der Naturphilosophie. Nach diesen Regeln werden allgemeine Sätze aufgestellt, indem sie aus den Phänomenen abgeleitet werden. Der Begriff der generativen Rechtfertigung versucht, die Intuition hinter den klassischen Begriffen der Rechtfertigung durch Deduktion zu bewahren. Die generative Rechtfertigung läuft auf die rationale Rekonstruktion des Entdeckungspfades hinaus, um seine Entdeckbarkeit festzustellen, wenn die Forscher gewusst hätten, was jetzt bekannt ist, unabhängig davon, wie es zuerst gedacht wurde (Nickles 1985, 1989). Die Rekonstruktion zeigt im Nachhinein, dass die Behauptung auf diese Weise hätte entdeckt werden können, wenn die erforderlichen Informationen und Techniken verfügbar gewesen wären. Mit anderen Worten,Generative Rechtfertigung - Rechtfertigung als „Entdeckbarkeit“oder „potenzielle Entdeckung“- rechtfertigt einen Wissensanspruch, indem er ihn aus bereits ermittelten Ergebnissen ableitet. Während die generative Rechtfertigung nicht genau die Schritte des tatsächlichen Entdeckungspfades nachzeichnet, die tatsächlich unternommen wurden, ist sie eine bessere Darstellung der tatsächlichen Praktiken der Wissenschaftler als die konsequente Rechtfertigung, da Wissenschaftler dazu neigen, neue Behauptungen aus dem verfügbaren Wissen zu konstruieren. Die generative Rechtfertigung ist eine schwächere Version des traditionellen Rechtfertigungsideals durch Ableitung von den Phänomenen. Die Rechtfertigung durch Ableitung von den Phänomenen ist vollständig, wenn eine Theorie oder Behauptung vollständig aus dem bestimmt wird, was wir bereits wissen. Der Nachweis der Auffindbarkeit resultiert aus der erfolgreichen Ableitung eines Anspruchs oder einer Theorie aus den grundlegendsten und am besten etablierten empirischen Informationen.

8.2 Vorabbewertung

Die in den vorhergehenden Absätzen beschriebene Auffindbarkeit ist eine Art der Rechtfertigung. Wie das Testen neuartiger Vorhersagen, die aus einer Hypothese abgeleitet wurden, beginnt die generative Rechtfertigung, wenn die Phase des Findens und Artikulierens einer zu bewertenden Hypothese zu Ende geht. Andere Ansätze zur Entdeckungsmethodik befassen sich direkt mit den Verfahren zur Erstellung neuer Hypothesen. Das Argument für diese Art von Methodik ist, dass die Verfahren zur Erstellung neuer Hypothesen bereits Bewertungselemente enthalten. Diese vorläufigen Bewertungen wurden als "schwache" Bewertungsverfahren bezeichnet (Schaffner 1993). Schwache Bewertungen sind bei der Erstellung einer neuen Hypothese relevant. Sie liefern Gründe, eine Hypothese als vielversprechend und weiterer Aufmerksamkeit wert zu akzeptieren. Starke Bewertungen dagegenGründe für die Annahme einer Hypothese als (ungefähr) wahr oder bestätigt angeben. Sowohl "generative" als auch "konsequente" Tests, wie im vorherigen Abschnitt erläutert, sind strenge Bewertungsverfahren. Starke Bewertungsverfahren sind streng und systematisch nach den Prinzipien der Hypothesenableitung oder des HD-Tests organisiert. Im Gegensatz dazu formuliert eine Methode zur vorläufigen Bewertung Kriterien für die Bewertung einer Hypothese vor einer strengen Ableitung oder Prüfung. Es hilft bei der Entscheidung, ob diese Hypothese ernst genug genommen werden soll, um sie weiterzuentwickeln und zu testen. Für Befürworter dieser Version der Entdeckungsmethodik ist es die Aufgabe der Wissenschaftsphilosophie, Sätze von Einschränkungen und methodischen Regeln zu charakterisieren, die den komplexen Prozess der Bewertung von Hypothesen vor dem Test leiten.

Im Gegensatz zu den oben diskutierten rechnerischen Ansätzen werden Strategien der vorläufigen Bewertung nicht als subjektneutral, sondern als spezifisch für bestimmte Studienbereiche angesehen. Da die Analyse der Kriterien für die Bewertung von Hypothesen hauptsächlich im Hinblick auf die Untersuchung des biologischen Mechanismus durchgeführt wurde, wurden Kriterien und Einschränkungen vorgeschlagen, die bei der Entdeckung biologischer Mechanismen eine Rolle spielen. Biologische Mechanismen sind Einheiten und Aktivitäten, die so organisiert sind, dass sie regelmäßige Änderungen von Anfangs- zu Endbedingungen bewirken (Machamer et al. 2000).

Biologiephilosophen haben ein feinkörniges Framework entwickelt, um die Erzeugung und vorläufige Bewertung dieser Mechanismen zu berücksichtigen (Darden 2002; Craver 2002; Bechtel und Richardson 1993; Craver und Darden 2013). Einige Philosophen haben sogar vorgeschlagen, die Phase der vorläufigen Bewertung weiter in zwei Phasen zu unterteilen, die Phase der Bewertung und die Phase der Überarbeitung. Laut Lindley Darden können die Phasen der Generierung, Bewertung und Überarbeitung von Beschreibungen von Mechanismen als Argumentationsprozesse charakterisiert werden, die von Argumentationsstrategien gesteuert werden. Unterschiedliche Argumentationsstrategien regeln die verschiedenen Phasen (Darden 1991, 2002; Craver 2002; Darden 2009). Die Erstellung von Hypothesen über Mechanismen wird beispielsweise von der Strategie der „Schema-Instanziierung“bestimmt (siehe Darden 2002). Die Entdeckung des Mechanismus der Proteinsynthese beinhaltete die Instanziierung eines abstrakten Schemas für chemische Reaktionen: Reaktant₁ + Reaktant ₂ = Produkt. Der tatsächliche Mechanismus der Proteinsynthese wurde durch Spezifikation und Modifikation dieses Schemas gefunden.

Es ist wichtig, den Status dieser Argumentationsstrategien zu schätzen. Es sind nicht unbedingt Strategien, die tatsächlich angewendet wurden. Keine dieser Strategien wird für die Entdeckung als notwendig erachtet, und sie sind keine Vorschriften für die biologische Forschung. Diese Strategien werden vielmehr als ausreichend für die Entdeckung von Mechanismen angesehen. Sie hätten „verwendet werden können“, um zur Beschreibung dieses Mechanismus zu gelangen (Darden 2002). Die Methodik zur Entdeckung von Mechanismen ist eine Extrapolation aus früheren Episoden der Erforschung von Mechanismen und das Ergebnis einer Synthese rationaler Rekonstruktionen mehrerer dieser historischen Episoden. Die Entdeckungsmethode ist nur schwach normativ in dem Sinne, dass sich die bisher identifizierten Strategien zur Entdeckung von Mechanismen in der zukünftigen biologischen Forschung als nützlich erweisen könnten. Außerdem,Die vorgeschlagenen Argumentationsstrategien sind sehr spezifisch. Es ist noch offen, ob die Analyse von Strategien zur Entdeckung biologischer Mechanismen die Effizienz der wissenschaftlichen Problemlösung allgemein beleuchten kann (Weber 2005: Kapitel 3).

9. Kreativität, Analogie und mentale Modelle

Die in den vorherigen Abschnitten vorgestellten Ansätze zur wissenschaftlichen Entdeckung konzentrieren sich auf die Annahme, Artikulation und vorläufige Bewertung von Ideen oder Hypothesen vor strengen Tests. Sie beleuchten nicht, wie eine neuartige Hypothese oder Idee zuerst erfunden wird. Selbst unter Entdeckungsphilosophen war lange Zeit die vorherrschende Ansicht, dass es einen ersten Entdeckungsschritt gibt, der am besten als ein Eureka-Moment beschrieben werden kann, ein mysteriöser intuitiver Sprung des menschlichen Geistes, der nicht weiter analysiert werden kann (siehe jedoch Stokes 2011).

Das Konzept der Entdeckung als Hypothesenbildung, wie es in der traditionellen Unterscheidung zwischen Entdeckungskontext und Rechtfertigungskontext enthalten ist, erklärt nicht, wie neue Ideen entstehen. Nach Entdeckungsberichten der Evolutionsbiologie ähnelt die Erzeugung neuer Ideen zufälligen, blinden Variationen von Denkprozessen, die vom kritischen Verstand überprüft und als neutral, produktiv oder nutzlos bewertet werden müssen (Campbell 1960; siehe auch) Rumpf 1988). Während der evolutionäre Entdeckungsansatz eine umfassendere Darstellung der wissenschaftlichen Entdeckung bietet, bleiben die Schlüsselprozesse, durch die zufällige Ideen erzeugt werden, noch unanalytisch.

Viele Philosophen sind heute der Ansicht, dass Kreativität nicht mysteriös ist und einer Analyse unterzogen werden kann. Die Psychologin Margaret Boden hat hilfreiche Analysen zum Konzept der Kreativität angeboten. Eine neue Entwicklung ist laut Boden kreativ, wenn sie neuartig, überraschend und wichtig ist. Sie unterscheidet zwischen psychologischer Kreativität (P-Kreativität) und historischer Kreativität (H-Kreativität). P-Kreativität ist eine Entwicklung, die für die jeweilige Person neu, überraschend und wichtig ist. Im Gegensatz dazu ist H-Kreativität radikal neuartig, überraschend und wichtig - sie wird zum ersten Mal generiert (Boden 2004).

Die Mehrzahl der jüngsten philosophischen Studien zur wissenschaftlichen Entdeckung konzentriert sich heute auf die Erzeugung neuen Wissens. Das Besondere an diesen Studien ist, dass sie Ansätze aus Kognitionswissenschaft, Psychologie und Computational Neuroscience integrieren (Thagard 2012, Pasquale und Poirier 2016). Neuere Arbeiten zur Kreativität bieten fundierte Analysen der sozialen und psychologischen Voraussetzungen und der kognitiven Mechanismen, die bei der Generierung neuer Ideen eine Rolle spielen. Einige dieser Forschungen zielen darauf ab, jene Merkmale zu charakterisieren, die allen kreativen Prozessen gemeinsam sind. Andere Forschungen zielen darauf ab, die Merkmale zu identifizieren, die für die wissenschaftliche Kreativität charakteristisch sind (im Gegensatz zu anderen Formen der Kreativität wie künstlerischer Kreativität oder kreativer technologischer Erfindung). Die Studien konzentrierten sich auf Analysen der Persönlichkeitsmerkmale, die dem kreativen Denken förderlich sind, sowie der sozialen und ökologischen Faktoren, die für die Entdeckung günstig sind (Abschnitt 9.1). Zwei Schlüsselelemente der kognitiven Prozesse im kreativen Denken sind Analogien (Abschnitt 9.2) und mentale Modelle (Abschnitt 9.3).

9.1 Psychologische und soziale Bedingungen der Kreativität

Psychologische Studien zur Verhaltenshaltung kreativer Individuen legen nahe, dass kreative Wissenschaftler bestimmte Persönlichkeitsmerkmale teilen, darunter Vertrauen, Offenheit, Dominanz, Unabhängigkeit, Introversion sowie Arroganz und Feindseligkeit. (Für einen Überblick über aktuelle Studien zu Persönlichkeitsmerkmalen kreativer Wissenschaftler siehe Feist 1999, 2006: Kapitel 5). Die soziale Lage wurde auch als wichtige Ressource für Kreativität untersucht. In dieser Perspektive werden die soziokulturellen Strukturen und Praktiken, in die Individuen eingebettet sind, als entscheidend für die Generierung kreativer Ideen angesehen. Beide Ansätze deuten darauf hin, dass kreative Menschen normalerweise einen Außenseiterstatus haben - sie sind sozial abweichend und weichen vom Mainstream ab.

Der Außenseiterstatus ist auch ein wesentliches Merkmal des Standpunkts. Laut Standpunkttheoretikern sind Menschen mit Standpunkt politisch bewusste und politisch engagierte Menschen außerhalb des Mainstreams. Einige Standpunkttheoretiker schlagen vor, diese Ähnlichkeit für die Kreativitätsforschung zu nutzen. Da Menschen mit Standpunkt andere Erfahrungen haben und Zugang zu unterschiedlichen Fachgebieten haben als die meisten Mitglieder einer Kultur, können sie auf reichhaltige konzeptionelle Ressourcen für kreatives Denken zurückgreifen. Die Standpunkttheorie kann daher eine wichtige Ressource für die Entwicklung sozialer und ökologischer Ansätze zur Erforschung der Kreativität sein (Solomon 2007).

9.2 Analogie

Viele Wissenschaftsphilosophen heben die Rolle der Analogie bei der Entwicklung neuen Wissens hervor, wobei Analogie als ein Prozess verstanden wird, Ideen, die in einem Bereich gut verstanden werden, auf einen neuen Bereich zu übertragen (Thagard 1984; Holyoak und Thagard 1996). Eine wichtige Quelle für philosophisches Denken über Analogie ist Mary Hesses Konzeption von Modellen und Analogien in der theoretischen Konstruktion und Entwicklung. Bei diesem Ansatz sind Analogien Ähnlichkeiten zwischen verschiedenen Domänen. Hessen führt die Unterscheidung zwischen positiven, negativen und neutralen Analogien ein (Hessen 1966: 8). Wenn wir die Beziehung zwischen Gasmolekülen und einem Modell für Gas betrachten, nämlich eine Ansammlung von Billardkugeln in zufälliger Bewegung,Wir werden Eigenschaften finden, die beiden Domänen gemeinsam sind (positive Analogie) sowie Eigenschaften, die nur dem Modell, nicht aber der Zieldomäne zugeordnet werden können (negative Analogie). Es gibt eine positive Analogie zwischen Gasmolekülen und einer Ansammlung von Billardkugeln, da sich sowohl die Kugeln als auch die Moleküle zufällig bewegen. Es gibt eine negative Analogie zwischen den Domänen, da Billardkugeln gefärbt, hart und glänzend sind, aber Gasmoleküle diese Eigenschaften nicht haben. Die interessantesten Eigenschaften sind die Eigenschaften des Modells, über die wir nicht wissen, ob es sich um positive oder negative Analogien handelt. Dieser Satz von Eigenschaften ist die neutrale Analogie. Diese Eigenschaften sind die wesentlichen Eigenschaften, da sie zu neuen Erkenntnissen über die weniger vertraute Domäne führen können. Aus unserem Wissen über die bekannten Billardkugeln,Möglicherweise können wir neue Vorhersagen über das Verhalten von Gasmolekülen ableiten, die wir dann testen können.

Hessen bietet eine detailliertere Analyse der Struktur des analogen Denkens durch die Unterscheidung zwischen horizontalen und vertikalen Analogien zwischen Domänen. Horizontale Analogien zwischen zwei Domänen betreffen die Gleichheit oder Ähnlichkeit zwischen den Eigenschaften beider Domänen. Wenn wir Schall- und Lichtwellen betrachten, gibt es Ähnlichkeiten zwischen ihnen: Schallechos, Lichtreflexionen; Ton ist laut, Licht ist hell, sowohl Ton als auch Licht sind für unsere Sinne wahrnehmbar. Es gibt auch Beziehungen zwischen den Eigenschaften innerhalb eines Bereichs, wie zum Beispiel die kausale Beziehung zwischen Schall und dem lauten Ton, den wir hören, und analog zwischen physischem Licht und dem hellen Licht, das wir sehen. Diese Analogien sind vertikale Analogien. Für Hessen sind vertikale Analogien der Schlüssel für die Konstruktion neuer Theorien.

Analogien spielen in der Wissenschaft mehrere Rollen. Sie tragen nicht nur zur Entdeckung bei, sondern spielen auch eine Rolle bei der Entwicklung und Bewertung wissenschaftlicher Theorien. Aktuelle Diskussionen über Analogie und Entdeckung haben Hesses Ansatz auf verschiedene Weise erweitert und verfeinert. Einige Philosophen haben Kriterien zur Bewertung von Analogieargumenten entwickelt (Bartha 2010). Andere Arbeiten haben hoch signifikante Analogien identifiziert, die für den Fortschritt der Wissenschaft besonders fruchtbar waren (Holyoak und Thagard 1996: 186–188; Thagard 1999: Kapitel 9). Die Mehrheit der Analysten untersucht die Merkmale der kognitiven Mechanismen, mit denen Aspekte einer vertrauten Domäne oder Quelle auf eine unbekannte Zieldomäne angewendet werden, um zu verstehen, was unbekannt ist. Gemäß der von Holyoak und Thagard entwickelten einflussreichen Multi-Constraint-Theorie des analogen Denkens werden die am analogen Denken beteiligten Übertragungsprozesse (wissenschaftlich und anderweitig) auf drei Hauptwegen geleitet oder eingeschränkt: 1) durch die direkte Ähnlichkeit zwischen den beteiligten Elementen; 2) durch die strukturellen Parallelen zwischen Quell- und Zieldomäne; sowie 3) durch die Zwecke der Ermittler, dh die Gründe, warum die Analogie berücksichtigt wird. Entdeckung, die Formulierung einer neuen Hypothese, ist ein solcher Zweck.die Gründe, warum die Analogie berücksichtigt wird. Entdeckung, die Formulierung einer neuen Hypothese, ist ein solcher Zweck.die Gründe, warum die Analogie berücksichtigt wird. Entdeckung, die Formulierung einer neuen Hypothese, ist ein solcher Zweck.

In-vivo-Untersuchungen von Wissenschaftlern, die in ihren Labors argumentieren, haben nicht nur gezeigt, dass analoges Denken eine Schlüsselkomponente der wissenschaftlichen Praxis ist, sondern auch, dass der Abstand zwischen Quelle und Ziel von dem Zweck abhängt, für den Analogien gesucht werden. Wissenschaftler, die versuchen, experimentelle Probleme zu beheben, ziehen Analogien zwischen Zielen und Quellen aus sehr ähnlichen Bereichen. Im Gegensatz dazu ziehen Wissenschaftler, die versuchen, neue Modelle oder Konzepte zu formulieren, Analogien zwischen weniger ähnlichen Bereichen. Analogien zwischen radikal unterschiedlichen Domänen sind jedoch selten (Dunbar 1997, 2001).

9.3 Mentale Modelle

In der gegenwärtigen Kognitionswissenschaft wird die menschliche Kognition häufig im Hinblick auf modellbasiertes Denken untersucht. Der Ausgangspunkt dieses Ansatzes ist die Vorstellung, dass ein Großteil des menschlichen Denkens, einschließlich des probabilistischen und kausalen Denkens sowie der Problemlösung, eher durch mentale Modellierung als durch Anwendung logischer oder methodischer Kriterien auf eine Reihe von Aussagen erfolgt (Johnson-Laird 1983); Magnani et al. 1999; Magnani und Nersessian 2002). Beim modellbasierten Denken konstruiert der Geist eine strukturelle Darstellung einer realen oder imaginären Situation und manipuliert diese Struktur. In dieser Perspektive werden konzeptionelle Strukturen als Modelle und konzeptionelle Innovation als Konstruktion neuer Modelle durch verschiedene Modellierungsoperationen angesehen. Analoges Denken - analoge Modellierung - wird als eine von drei Hauptformen des modellbasierten Denkens angesehen, die für konzeptionelle Innovationen in der Wissenschaft relevant zu sein scheinen. Neben der analogen Modellierung spielen auch die visuelle Modellierung und die simulative Modellierung oder Gedankenexperimente eine Schlüsselrolle (Nersessian 1992, 1999, 2009). Diese Modellierungspraktiken sind insofern konstruktiv, als sie die Entwicklung neuartiger mentaler Modelle unterstützen. Die Schlüsselelemente des modellbasierten Denkens sind die Forderung nach Kenntnis generativer Prinzipien und Einschränkungen für physikalische Modelle in einer Quelldomäne und die Verwendung verschiedener Formen der Abstraktion. Konzeptionelle Innovation resultiert aus der Schaffung neuer Konzepte durch Prozesse, die Quell- und Zieldomänen abstrahieren und in neue Modelle integrieren (Nersessian 2009). Neben der analogen Modellierung spielen auch die visuelle Modellierung und die simulative Modellierung oder Gedankenexperimente eine Schlüsselrolle (Nersessian 1992, 1999, 2009). Diese Modellierungspraktiken sind insofern konstruktiv, als sie die Entwicklung neuartiger mentaler Modelle unterstützen. Die Schlüsselelemente des modellbasierten Denkens sind die Forderung nach Kenntnis generativer Prinzipien und Einschränkungen für physikalische Modelle in einer Quelldomäne und die Verwendung verschiedener Formen der Abstraktion. Konzeptionelle Innovation resultiert aus der Schaffung neuer Konzepte durch Prozesse, die Quell- und Zieldomänen abstrahieren und in neue Modelle integrieren (Nersessian 2009). Neben der analogen Modellierung spielen auch die visuelle Modellierung und die simulative Modellierung oder Gedankenexperimente eine Schlüsselrolle (Nersessian 1992, 1999, 2009). Diese Modellierungspraktiken sind insofern konstruktiv, als sie die Entwicklung neuartiger mentaler Modelle unterstützen. Die Schlüsselelemente des modellbasierten Denkens sind die Forderung nach Kenntnis generativer Prinzipien und Einschränkungen für physikalische Modelle in einer Quelldomäne und die Verwendung verschiedener Formen der Abstraktion. Konzeptionelle Innovation resultiert aus der Schaffung neuer Konzepte durch Prozesse, die Quell- und Zieldomänen abstrahieren und in neue Modelle integrieren (Nersessian 2009). Die Schlüsselelemente des modellbasierten Denkens sind die Forderung nach Kenntnis generativer Prinzipien und Einschränkungen für physikalische Modelle in einer Quelldomäne und die Verwendung verschiedener Formen der Abstraktion. Konzeptionelle Innovation resultiert aus der Schaffung neuer Konzepte durch Prozesse, die Quell- und Zieldomänen abstrahieren und in neue Modelle integrieren (Nersessian 2009). Die Schlüsselelemente des modellbasierten Denkens sind die Forderung nach Kenntnis generativer Prinzipien und Einschränkungen für physikalische Modelle in einer Quelldomäne und die Verwendung verschiedener Formen der Abstraktion. Konzeptionelle Innovation resultiert aus der Schaffung neuer Konzepte durch Prozesse, die Quell- und Zieldomänen abstrahieren und in neue Modelle integrieren (Nersessian 2009).

Einige Kritiker haben argumentiert, dass trotz des großen Arbeitsaufwands zu diesem Thema der Begriff des mentalen Modells nicht klar genug ist. Thagard versucht, das Konzept zu klären, indem er mentale Modelle im Hinblick auf neuronale Prozesse charakterisiert (Thagard 2010). In seinem Ansatz werden mentale Modelle durch komplexe Muster des neuronalen Feuers erzeugt, wobei die Neuronen und die Verbindungen zwischen ihnen dynamisch sind und sich ändern. Ein Muster zum Feuern von Neuronen ist eine Darstellung, wenn eine stabile kausale Korrelation zwischen dem Muster oder der Aktivierung und dem dargestellten Objekt besteht. In dieser Studie werden Fragen zur Natur des modellbasierten Denkens in Fragen zu den Gehirnmechanismen umgewandelt, die mentale Repräsentationen erzeugen.

Die obigen Abschnitte zeigen, dass das Studium der wissenschaftlichen Entdeckung ein wesentlicher Bestandteil des umfassenderen Bestrebens geworden ist, kreatives Denken und Kreativität allgemeiner zu erforschen. Naturalistische philosophische Ansätze kombinieren die konzeptionelle Analyse von Prozessen der Wissensgenerierung mit empirischen Arbeiten zur Kreativität, wobei sie sich stark und explizit auf aktuelle Forschungen in der Psychologie und Kognitionswissenschaft sowie auf In-vivo-Laborbeobachtungen und zuletzt auf bildgebende Verfahren des Gehirns (Kounios und Beeman) stützen 2009, Thagard und Stewart 2011).

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